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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung zur lösbaren Verbindung von Greiferschienen einer Transferpresse, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Kupplungsvorrichtungen dienen dazu, Greiferschienenstücke einer Transferpresse miteinander zu verbinden bzw. für den Werkzeugwechsel voneinander zu trennen. Zum Werkzeugwechsel werden die werkzeugseitigen Greiferschienen von den maschinenseitigen Greiferschienen getrennt und können somit aus der Maschine entnommen werden. Im gekuppelten Zustand sind die Greiferschienen starr verbunden. Diese Kupplungsverbindung muss einerseits für eine zuverlässige und feste Verbindung der Greiferschienen aneinander sorgen, andererseits soll sie jedoch relativ einfach zu handhaben und zu betätigen sein.
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Eine Kupplungsvorrichtung der hier vorliegenden Art ist beispielsweise in der Patentschrift
DE 197 16 266 C1 der Anmelderin offenbart. Die hierin gezeigte Kupplung umfasst ein Gehäuse, das eine erste Kupplungshälfte bildet und am Ende der maschinenseitigen Greiferschiene angebracht ist. In diesem Gehäuse ist ein Spannbolzen beweglich gelagert, der einen Kopfteil umfasst, der in Längsrichtung der Greiferschiene aus dem Gehäuse ragt. Die werkzeugseitige Greiferschiene weist wiederum an ihrem Ende eine Klaue auf, die als zweite Kupplungshälfte zur Aufnahme des Kopfteils des Spannbolzens vorgesehen ist. Der Kopfteil kann über eine seitliche Einführöffnung in die Aufnahme eingeführt und darin verspannt werden. Der Begriff „seitlich“ soll hier und in der folgenden Beschreibung sowie in den Schutzansprüchen stets eine Richtung bezeichnen, die senkrecht zur Längsrichtung der Greiferschienen steht, und ausser den horizontalen Richtungen auch die senkrechten Raumrichtungen einschließen.
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Zum Bewegen des Spannbolzens dient eine quer, d. h. senkrecht zur Längsrichtung der Greiferschienen im Gehäuse einliegende Welle, die in einen Durchbruch des Spannbolzens eintritt. An dem im Durchbruch einliegenden Wellenabschnitt weist diese Welle eine Kurvenscheibe auf, die exzentrisch zur Drehachse der Welle liegt. Wird die Welle gedreht, kann über die Kurvenscheibe eine Spannung auf den Spannbolzen ausgeübt werden, derart, dass dieser in das Gehäuse eingezogen wird und sich in der Klaue verspannt. Dieser Mechanismus ist selbsthemmend ausgebildet, so dass ein versehentliches Lösen der Spannung und damit eine Lockerung der Kupplung nicht möglich ist.
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Die Welle kann manuell gedreht werden, etwa mittels eines geeigneten Handwerkzeugs, das in eine Stirnfläche der Welle eingreift und ein Drehmoment auf diese überträgt, oder durch einen geeigneten Antrieb. Letzterer bietet den Vorteil eines höheren Automatisierungsgrades beim Werkzeugwechsel. Hierbei ist allerdings von Nachteil, dass bei den bisher bekannten Konstruktionen der Antrieb an der maschinenseitigen Greifmaschine montiert sein muss und stets mit dieser mitbewegt werden muss. Hieraus ergibt sich, dass erheblich höhere Massen bewegt werden müssen. Zudem bereitet die Energiezuführung für den mitbewegten Kupplungsantrieb konstruktive Probleme.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kupplungsvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein Antrieb zur Betätigung der Kupplung verwendet werden kann, um den hohen Automatisierungsgrad beim Werkzeugwechsel beizubehalten, die vorstehend genannten Probleme jedoch überwunden werden, also insbesondere die bewegte Masse der maschinenseitigen Greiferschiene verringert wird und die Energiezuführung des Kupplungsantriebs vereinfacht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kupplungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung umfasst einen Rotationsantrieb, der bezüglich der Greiferschienen ortsfest angeordnet ist und eine nach oben weisende Antriebswelle aufweist, die zum Eingriff in die im Gehäuse einliegende Welle zum Verspannen des Spannbolzens ausgebildet ist. Der Begriff „ortsfest“ soll hier bezeichnen, dass der Rotationsantrieb gegenüber den Greiferschienen bei deren Bewegung, insbesondere beim Werkzeugwechsel, fest steht. Insbesondere wird der Rotationsantrieb nicht mit der maschinenseitigen Greiferschiene mitgeführt. Während des Werkzeugwechsels behält der Rotationsantrieb somit seine Position bei.
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Um den Eingriff der Antriebswelle des Rotationsantriebs zur Übertragung eines Drehmoments auf die im Gehäuse der Kupplung einliegende Welle zu ermöglichen, liegt diese Welle im Gehäuse senkrecht ein und weist an ihrer unteren Stirnseite ein freiliegendes Aufnahmeende auf, das zur Aufnahme der Antriebswelle vorgesehen ist.
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Greift die Antriebswelle des Rotationsantriebs von unten in die im Gehäuse einliegende Welle ein, kann letztere zur Drehung angetrieben werden, wodurch wiederum der Spannbolzen bewegt wird. Zum Entkuppeln der miteinander verbundenen Greiferschienen werden diese gemeinsam auf den Rotationsantrieb abgesenkt, so dass der oben beschriebene Eingriff der Wellen ineinander stattfindet. Durch Betätigung des Rotationsantriebs wird der Spannbolzen und damit die Kupplung gelöst. Nachfolgend kann die maschinenseitige Greiferschiene unabhängig von der werkzeugseitigen Greiferschiene angehoben und entfernt werden, während die werkzeugseitige Greiferschiene an Ort und Stelle verbleibt, also neben dem Rotationsantrieb abgelegt ist und nachfolgend entnommen werden kann. Das Kuppeln der beiden Greiferschienen miteinander erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
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Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere darin, dass der ortsfest angeordnete Rotationsantrieb nicht gemeinsam mit der maschinenseitigen Greiferschiene bewegt werden muss. Die beim Werkzeugwechsel bewegten Massen sind somit kleiner, und die Energiezufuhr zum Rotationsantrieb wird erheblich vereinfacht. Vorteilhaft ist überdies, dass für den Kupplungsvorgang der Antrieb zur Bewegung der Greiferschienen dazu eingesetzt werden kann, die Greiferschienen in die Kupplungsposition zu bringen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Kupplungsvorrichtung eine Auflage für das mit der Klaue versehene Ende der werkzeugseitigen Greiferschiene, die neben dem Rotationsantrieb ortsfest angeordnet ist und deren Höhe so bemessen ist, dass im Eingriffszustand der Antriebswelle des Rotationsantriebs mit dem Aufnahmeende der im Gehäuse einliegenden Welle das Ende der werkzeugseitigen Greiferschiene auf der Auflage aufliegt. Dieses Greiferschienenende wird somit durch die Auflage gestützt, wenn der Rotationsantrieb die Kupplung löst. Beim nachfolgenden Anheben und Entfernen der maschinenseitigen Greiferschiene ruht somit die werkzeugseitige Greiferschiene auf der Auflage.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Spannbolzen in Längsrichtung der Greiferschienen beweglich, und die im Gehäuse einliegende Welle durchtritt einen Durchbruch im Spannbolzen, wobei der im Durchbruch einliegende Wellenabschnitt eine exzentrisch zur Drehachse der Welle liegende Kurvenscheibe aufweist.
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Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist der Rotationsantrieb ein elektrischer Antrieb, ein pneumatischer Antrieb oder ein hydraulischer Antrieb.
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Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
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1 zeigt einen Schnitt durch eine Kupplung zur Verbindung von zwei Greiferschienen als Bestandteil einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung, wobei die Schnittebene in Längsrichtung der Greiferschienen liegt;
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2 zeigt die Kupplung aus 1 zusammen mit einem Rotationsantrieb und einer Ablage als Bestandteile der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung;
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3 zeigt die Kupplungsvorrichtung aus 2 in einem Zustand, in welchem die Kupplung der beiden Greiferschienen auf den Rotationsantrieb abgesenkt ist;
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4 zeigt die Kupplungsvorrichtung aus 3 mit gelöster Kupplung nach Betätigung des Rotationsantriebs; und
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5 zeigt einen Zustand der Kupplungsvorrichtung, in welchem die maschinenseitige Greiferschiene nach dem Entkuppeln gemäß 4 vom Rotationsantrieb angehoben ist und die werkzeugseitige Greiferschiene auf der Auflage verbleibt.
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Die in 1 dargestellte Kupplung 10 dient zur Verbindung zweier Greiferschienen in einer nicht näher dargestellten Transferpresse, deren Schienenachsen aufeinander ausgerichtet sind (in 1 durch eine gemeinsame horizontale Achse A bezeichnet). Im einzelnen handelt es sich um eine maschinenseitige Greiferschiene 12, die in 1 von rechts ins Bild ragt, so dass lediglich ihr Ende sichtbar ist, während die werkzeugseitige Greiferschiene 14 von links ins Bild ragt. Die werkzeugseitige Greiferschiene 14 ist auf ebenfalls nicht näher dargestellte Weise mit einem Werkzeug verbunden und kann zum Werkzeugwechsel gemeinsam mit dem Werkzeug aus der Maschine entnommen werden. Zu diesem Zweck muss die hier dargestellte Kupplung 10 gelöst werden, wie im folgenden noch näher erläutert werden soll.
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Die Kupplung
10 ist prinzipiell aufgebaut wie diejenige, die in
DE 197 16 266 C1 dargestellt ist. Im einzelnen umfasst diese Kupplung
10 ein Gehäuse
16, welches das Ende der maschinenseitigen Greiferschiene
12 bildet, also einstückig mit diesem Ende ausgebildet ist oder fest mit diesem Ende verbunden ist. Innerhalb dieses Gehäuses
16 ist ein Spannbolzen
18 beweglich gelagert, derart, dass er entlang der Schienenachse A, d. h. in horizontaler Richtung, verschiebbar ist. Der Spannbolzen
18 umfasst einen Kopfteil
20, der in Richtung der werkzeugseitigen Greiferschiene
14 aus dem Gehäuse
16 herausragt. Der Kopfteil
20 hat einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt.
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Zur Bewegung des Spannbolzens
18 dient eine Welle
22, die senkrecht im Gehäuse
16 einliegt. Hierzu ist die Welle
22 in einem das Gehäuse
16 senkrecht durchlaufenden Kanal
24 drehbar gelagert. Die Welle
22 durchtritt einen Durchbruch im Spannbolzen
18, wobei der im Durchbruch einliegende Wellenabschnitt
26 eine exzentrisch zur Drehachse der Welle
22 liegende Kurvenscheibe aufweist. Diese Exzentrizität des Wellenabschnitts
26 ist in
1 erkennbar, wobei die Drehachse der Welle
22 mit dem Bezugszeichen B gekennzeichnet ist. Aufgrund dieser Exzentrizität bildet der Wellenabschnitt
26 die Kurvenscheibe, die während der Drehung der Welle
22 um ihre Achse B innerhalb des Durchbruchs eine Verschiebung des Spannbolzens
18 bewirkt, und zwar je nach Drehrichtung aus dem Gehäuse
16 heraus oder in das Gehäuse
16 hinein. Die genaue Form des Wellenabschnitts
26 bzw. der Kurvenscheibe ist in
DE 197 16 266 C1 näher beschrieben und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Dieser Mechanismus ist selbsthemmend, so dass der Spannbolzen
18 sich in der eingezogenen Stellung sicher verspannen lässt und ein selbsttätiges Lösen nicht möglich ist.
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Der Kopfteil 20 des Spannbolzens 18 liegt in einer Klaue 28 ein, die an dem Ende der werkzeugseitigen Greiferschiene 14 angebracht ist. Die Klaue 28 weist eine Ausnehmung 30 auf, in die der Kopfteil 20 des Spannbolzens 18 eingreift, so dass er sich in der in 1 dargestellten Position, in der Greiferschienen 12, 14 aufeinander ausgerichtet sind, nicht in Längsrichtung A der Schienen 12, 14 aus der Klaue 28 herausziehen lässt. Das Einführen des Kopfteils 20 in die Ausnehmung 30 ist über eine Einführöffnung 32 möglicht, die seitlich an der Klaue 28 angebracht ist und nach oben weist, so dass das Kopfteil 20 von oben her in die Einführöffnung 32 und somit in die Ausnehmung 30 einschiebbar ist. Ist das Kopfteil 20 soweit in die Einführöffnung 32 eingeschoben, dass die beiden Greiferschienen 12, 14 aufeinander ausgerichtet sind, wie in 1 dargestellt, kann durch eine Drehung der Welle 22 der Spannbolzen 18 mitsamt seinem Kopfteil 20 eingezogen werden und der Kopfteil 20 in der Klaue 28 verspannt werden.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung außer der Kupplung 10 selbst ferner einen Rotationsantrieb 34, der ortsfest angeordnet ist, d. h. die beiden Greiferschienen 12, 14 sind frei und unabhängig vom Rotationsantrieb 34 beweglich. Es versteht sich, dass im vorliegenden Zusammenhang der Begriff „ortsfest“ nicht ausschließen soll, dass der Rotationsantrieb 34 selbst zu Wartungszwecken oder dergleichen aus seiner Position verschoben oder demontiert werden kann. Vielmehr soll hierdurch bezeichnet werden, dass der Rotationsantrieb 34 im gewöhnlichen Betrieb der Transferpresse, welcher die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung zugeordnet ist, also insbesondere beim Werkzeugwechsel stationär ist, während andere Teile, insbesondere die Greiferschienen 12, 14, sich relativ zu ihnen bewegen, wie in der folgenden Beschreibung noch demonstriert werden soll.
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Der Rotationsantrieb 34 weist eine nach oben weisende und senkrecht stehende Antriebswelle 36 auf, deren Wellenende 38 zum Eingriff mit der im Gehäuse 16 einliegenden Welle 22 ausgebildet ist. Die Welle 22 weist nämlich an ihrer unteren Stirnseite, die im Gehäuse 16 freiliegt und von außen zugänglich ist, ein Aufnahmeende in Form einer Sechskantausnehmung 40 auf, in die das als Sechskant ausgebildete Wellenende 38 der Antriebswelle 36 eingreifen kann und ein Drehmoment von der Antriebswelle 36 auf die im Gehäuse 16 einliegende Welle 22 übertragen kann. Das heißt, durch den Rotationsantrieb 34 lässt sich der Kupplungsmechanismus betätigen und der Spannbolzen 18 verschieben, wie vorstehend beschrieben.
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In der Darstellung in 2 befinden sich die beiden aneinandergekuppelten Greiferschienen 12, 14 über dem Rotationsantrieb 34, wobei die Achsen der Antriebswelle 36 und der im Gehäuse 16 einliegenden Welle 22 aufeinander ausgerichtet sind. Werden in diesem Zustand die Greiferschienen 12, 14 in senkrechter Richtung abgesenkt, greift das Wellenende 38 der Antriebswelle 36 in die stirnseitige Sechskantausnehmung 40 der Welle 22 ein, wie in 3 dargestellt, und das Ende der werkzeugseitigen Greiferschiene 14 liegt mit seiner Klaue 28 auf einer Auflage 42 auf, die ortsfest unmittelbar neben dem Rotationsantrieb 34 angeordnet ist. Ihre Höhe ist geeignet zu bemessen, derart, dass im Eingriffszustand der Antriebswelle 36 des Rotationsantriebs 34 mit dem Aufnahmeende der im Gehäuse 16 einliegenden Welle 22 das Ende der werkzeugseitigen Greiferschiene 14 auf der Auflage 42 aufliegt.
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In der Position aus 3 lässt sich die Kupplung 10 lösen, indem der Rotationsantrieb 34 zur Drehung angetrieben wird. Durch die Drehung der Antriebswelle 36 wird ein Drehmoment auf die im Gehäuse 16 einliegende Welle 22 übertragen, so dass der Spannbolzen 18 in Richtung der werkzeugseitigen Greiferschiene 14 aus dem Gehäuse 16 geschoben wird und somit die Kupplung 10 löst.
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Nach dem Lösen der Kupplung 10 lässt sich die maschinenseitige Greiferschiene 12 senkrecht nach oben anheben, so dass der Eingriff der Antriebswelle 36 des Rotationsantriebs 34 in die im Gehäuse 16 einliegende Welle 22 gelöst wird und der Kopfteil 22 durch die Einführöffnung 22 der Klaue 28 nach oben aus dem Ende der werkzeugseitigen Greiferschiene 14 herausgleiten kann. Die werkzeugseitige Greiferschiene 14 verbleibt hierbei auf der Auflage 42 aufliegend. Während die maschinenseitige Greiferschiene 12 aus dem Kollisionsbereich herausgefahren werden kann, kann die abgelegte werkzeugseitige Greiferschiene 14 zusammen mit dem Presswerkzeug aus der Maschine entnommen werden.
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Der in den 2 bis 5 beschriebene Vorgang kann unter Bewegung der zunächst miteinander gekuppelten und anschließend voneinander entkuppelten Greiferschienen 12, 14 durchgeführt werden, wobei die Kupplung an den zum Entkuppeln erforderlichen Rotationsantrieb 34 durch Absenken auf dessen Antriebswelle 36 erfolgt. Der Rotationsantrieb 34 ist also lediglich dann mit der Kupplung 10 verbunden, wenn sein Drehmoment zur Betätigung der Kupplung 10 benötigt wird. Er muss also nicht mit der maschinenseitigen Greiferschiene 12 mitgeführt werden. Die Gesamtkonstruktion der Kupplungsvorrichtung wird hierdurch vereinfacht, und die bewegte Masse wird verringert.
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Der Vorgang des Kuppelns der maschinenseitigen Greiferschiene 12 an eine werkzeugseitige Greiferschiene 14 geschieht durch Umkehrung der oben beschriebenen Schritte und soll an dieser Stelle nicht näher erläutert werden.
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Bezüglich der Ausführungsform des Rotationsantriebs 34 bestehen verschiedene Möglichkeiten. Der Rotationsantrieb 34 kann als elektrischer Antrieb, als pneumatischer Antrieb oder als hydraulischer Antrieb ausgeführt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19716266 C1 [0003, 0022, 0023]
